[發明專利]用于刀具切削試驗平臺的激光掃描測量裝置和測量方法

在審

• 申請號: 202010322845.8
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111337372A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 袁瑋皓;黃德中;楊正;彭世寶;徐天明;張弛;李欽;孫駿;莊欠偉;蔣宏亮;陳琦;李若涵;顏洪宇;黃志龍;李炎龍;桂詩玉;陸杰
• 申請（專利權）人: 上海隧道工程有限公司;上海盾構設計試驗研究中心有限公司
• 主分類號: G01N3/58
• 分類號: G01N3/58;G01N3/06;G01N3/02;G01B11/24
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 季辰玲

本發明涉及一種用于刀具切削試驗平臺的激光掃描測量裝置和測量方法，所述試驗平臺包括旋轉機構、連接于旋轉機構的頂部的石盤、架設于石盤的上方的升降機構以及連接于升降機構的底部的刀具；所述激光掃描測量裝置包括計算機、用以向石盤上發射沿石盤徑向分布的第一線激光的第一激光傳感器以及用以采集石盤的旋轉角度的編碼器；計算機與第一激光傳感器及編碼器控制連接。本發明配合刀具切削試驗平臺的特有結構，采用激光傳感器對旋轉的石盤進行激光掃描，可快速且準確的掃描出石盤的輪廓，方便觀察和分析試驗效果，以便調整并得出較佳的試驗參數，測量裝置結構簡單、測量方法更方便快速、測量結果準確，節省了時間成本和人工成本。

技術領域

本發明屬于隧道檢測技術領域，具體涉及一種用于刀具切削試驗平臺的激光掃描測量裝置和測量方法。

背景技術

傳統的刀具切削試驗平臺通常參考實際施工方式而采用石盤固定、刀具轉動的切削方式，刀具的切削軌跡是固定的，也就是說，一個刀具僅可用于對一個應用場合進行模擬切削試驗，如若對更多應用場合進行模擬切削試驗，那么就需要在石盤的一條半徑上布置多個刀具才行，這無疑是增加了成本。

針對上述問題，市場上出現了一種采用石盤旋轉、刀具固定的結構的新型刀具切削試驗平臺，可實現僅通過一個刀具完成不同位置的模擬切削試驗，且避免了在對該新型刀具切削試驗平臺進行測量時，因多個刀具彼此干擾而導致測量不準確的問題。

由于刀具切削試驗平臺在每進行一次模擬切削試驗后均需對已切削完畢的石塊輪廓進行測量，以判斷切削的試驗參數是否能夠達到預期的切削效果，若未達到，則根據測量結果對試驗參數進行分析和調整，以便達到供實際施工使用的最佳試驗參數；另外，在進行切削試驗的過程中，還需對刀具的磨損情況進行測量，以便得到在不同切削狀態下各刀具的使用壽命，便于在實際施工中及時對刀具進行更換。

傳統對石塊輪廓的測量方法通常是人工采用卡尺、卷尺等測量工具對崩掉的碎石或已切割完畢的石塊的各位置進行寬度和深度測量，經大量的測量數據后得出石塊輪廓的效果圖，該方法在測量的過程中，通常需要移動石塊，因此僅適用于對較小石塊的測量；傳統對刀具的測量方法通常是將刀具拆卸下來，人工采用卡尺測量刀具上不同切點處的直徑，通過與標準直徑比較來獲得刀具的磨損情況，該方法需要先將刀具拆卸下來才能開始測量。

上述的兩傳統測方法均存在測量誤差較大、耗時費力的缺點。

發明內容

為解決上述測量方法的問題，本發明提供了一種適用于上述新型刀具切削試驗平臺的激光掃描測量裝置和測量方法，通過對旋轉的石盤進行激光掃描，可快速且準確的掃描出石盤的輪廓，通過對轉動的刀具進行掃描，可快速且準確的測算出刀具的磨損情況，能夠更好的調整、分析并得出較佳的試驗參數，以供實際施工參考。

本發明通過下述技術方案來實現：一種用于刀具切削試驗平臺的激光掃描測量裝置，所述試驗平臺包括旋轉機構、連接于所述旋轉機構的頂部的石盤、架設于所述石盤的上方的升降機構以及可轉動地連接于所述升降機構的底部的刀具；

所述激光掃描測量裝置包括計算機、用以向所述石盤上發射沿石盤徑向分布的第一線激光的第一激光傳感器以及用以采集所述石盤的旋轉角度的編碼器；所述計算機與所述第一激光傳感器及所述編碼器控制連接。

本發明用于刀具切削試驗平臺的激光掃描測量裝置的進一步改進在于，所述第一線激光的長度不小于所述刀具的切割半徑，且所述第一線激光的終點位于所述石盤的中心。

本發明用于刀具切削試驗平臺的激光掃描測量裝置的進一步改進在于，所述試驗平臺還包括用以裝設所述旋轉機構和所述升降機構的平臺，所述平臺上固定有用以將所述第一激光傳感器支設于所述石盤上方指定高度位置的支架。

本發明用于刀具切削試驗平臺的激光掃描測量裝置的進一步改進在于，所述編碼器為絕對型旋轉光電編碼器，所述編碼器裝設于所述旋轉機構上。